JP2006051781A - ハードコートフィルム及びそのフィルムを備えた表示装置 - Google Patents

ハードコートフィルム及びそのフィルムを備えた表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】
本発明は、干渉縞の発生を抑え、高いハードコート性を備え、かつ高い帯電防止性を示し、透明性に優れたハードコートフィルムを提供する。
【解決手段】基材(1)の少なくとも片面に、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイ
ル基を分子中に含有する多官能性モノマーを主成分とする電離放射線硬化型樹脂(2)9
0〜30重量部と導電性材料(3)10〜70重量部を主成分とする電離放射線硬化型樹
脂を積層したハードコート層(4)であって、基材(1)とハードコート層(4)の屈折率差が0.01以上0.1以内であり、ハードコート層(4)が、基材(1)を溶解または膨潤させる一種類以上の溶剤(5)及び導電性材料(3)が安定に分散される溶剤(6)を含む塗布液を用いて形成されていることを特徴とするハードコートフィルム及びそのフィルムを備えた表示装置である。
【選択図】図1

Description

本発明は、干渉縞の発生を抑え、高いハードコート性を備え、かつ高い永久帯電防止性を示し、透明性に優れたハードコートフィルム及びそのフィルムを備えた表示装置に関するものである。
従来、各種ディスプレイに用いられるプラスチックフィルムに硬度を付帯させる為にアクリル系UV樹脂等をコーティングし、ハードコート性を付帯させる方法が用いられてきた。しかし、これらの方法によってプラスチックフィルムの硬度は改善されるものの、プラスチックフィルムおよびアクリル系UV樹脂が帯電しやすく、作業時に塵やほこりが付着するという問題があり、帯電性の改善が強く要求されている。
そこでこれらの問題点を改良するために各種導電性材料を添加することが行われているが、導電性材料を添加することで基材とハードコートの屈折率差が生じ、干渉縞が発生してしまう。
基材とハードコート層の屈折率差を少なくする為に、基材とハードコート層の間に中間層を設ける方式(特許文献1参照)では干渉縞が低減するだけに過ぎず、完全に消失するわけではない。
特開2000−111760号公報 特開2003−205563号公報
また、基材を溶解または膨潤させる溶剤を含む樹脂を用いてハードコート層を基材に塗布することによってハードコート層を形成することを特徴とする光学フィルム(特許文献2参照)も提案されているが、基材を溶解または膨潤させる溶剤はおもに導電性材料の分散を阻害するものであることが多く、干渉縞のない導電性ハードコートの作製は困難であった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、干渉縞の発生を抑え、高いハードコート性を備え、かつ高い帯電防止性を示し、透明性に優れたハードコートフィルムを提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、基材(1)の少なくとも片面に、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を分子中に含有する多官能性モノマーを主成分とする電離放射線硬化型樹脂(2)90〜30重量部と導電性材料(3)10〜70重量部を主成分とする電離放射線硬化型樹脂を積層したハードコート層(4)であって、基材(1)とハードコート層(4)の屈折率差が0.01以上0.1以内であり、ハードコート層(4)が、基材(1)を溶解または膨潤させる一種類以上の溶剤(5)及び導電性材料(3)が安定に分散される溶剤(6)を含む塗布液を用いて形成されていることを特徴とするハードコートフィルムである。
請求項2に係る発明は、前記基材と前記ハードコート層の、波長が360nm〜800nmの可視光線領域における反射スペクトルが極大値を持たないことを特徴とする請求項1記載のハードコートフィルムである。
請求項3に係る発明は、前記基材と前記ハードコート層の、波長が360nm〜800nmの可視光線領域における反射率と波長の関係を示した反射スペクトルの振幅(極大値―極小値の差)が,可視光線領域全域において0.5以下であることを特徴とする請求項2記載のハードコートフィルムである。
請求項4に係る発明は、前記導電性材料(3)が、ATO(酸化アンチモン/酸化スズ)、ITO(酸化インジウム/酸化スズ)、Sb、TiO、ZnO、Ceの金属酸化物粒子のうち少なくとも1種類以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルムである。
請求項5に係る発明は、前記基材(1)が、セルロース系フィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のハードコートフィルムである。
請求項6に係る発明は、前記溶剤(5)が、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンのうち少なくとも1種類を含み、かつ前記溶剤(6)が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ペンタノール、エチレングリコール、メチルセロソルブ、セロソルブのうち少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のハードコートフィルムである。
請求項7に係る発明は、前記溶剤(5)が、酢酸メチル25〜75重量部とメチルセロソルブまたはメチルエチルケトン75〜25重量部含むことを特徴とする請求項6に記載のハードコートフィルムである。
請求項8に係る発明は、前記電離放射線硬化型樹脂(2)が、多官能ウレタンアクリレート(7)を50〜100重量%含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のハードコートフィルムである。
請求項9に係る発明は、表示媒体の前面に、請求項1〜8のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを用いたことを特徴とする表示装置である。
本発明により、干渉縞の発生を抑え、高いハードコート性を備え、かつ高い永久帯電防
止性を示し、透明性に優れたハードコートフィルムを提供することができる。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明のハードコートフィルムの構成の一例を示す断面図である。図1に示すように、本発明のハードコートフィルムは、基材(1)の少なくとも片面に、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を分子中に含有する多官能性モノマーを主成分とする電離放射線硬化型樹脂(2)90〜30重量部と導電性材料(3)10〜70重量部を主成分とする電離放射線硬化型樹脂を積層したハードコート層(4)であって、基材(1)とハードコート層(4)の屈折率差が0.01以上0.1以内であり、ハードコート層(4)が、基材(1)を溶解または膨潤させる一種類以上の溶剤(5)及び導電性材料(3)が安定に分散される溶剤(6)を含む塗布液を用いて形成されていることを特徴とする。
通常のアクリル系UV樹脂バインダー(屈折率約1.50〜1.53)と導電性材料(屈折率約1.45〜2.8)からなるハードコート剤は、基材であるトリアセチルセルロースフィルムとの屈折率差をなくすことが困難であり、その結果干渉縞が生じていた。
そこで、トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させる溶剤を用いることにより、基材とハードコート層界面に微小な凹凸を形成することにより、基材とハードコート層界面からの反射がなく、干渉縞のないハードコートフィルムを提供することができる。
すなわち、ハードコート層の、波長が360nm〜800nmの可視光線領域における反射スペクトルが極大値なくなるため干渉縞のないものとなる。反射スペクトルが極大値がなくなるとは、反射率と波長の関係を示した反射スペクトルの振幅(極大値―極小値の差)が,可視光線領域全域において少ないことをいい、この値が0.5以下より好ましくは0.2以下であるよい。この範囲であれば、干渉縞が低減され、実用上問題ないものとなる。
さらに、導電性材料が安定に分散される溶剤を併用することにより、高い導電性をもつ
ハードコートフィルムを提供できる。
本発明で用いられる基材(1)としては、トリアセチルセルロースフィルム等のセルロース系フィルムが用いられる。複屈折が少なく、透明性、屈折率、分散などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸物性の点に優れており、更に市販の溶剤によって容易に溶解または膨潤する為、本発明においては他のフィルムよりも好ましい。トリアセチルセルロースフィルム等の基材には、各種安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等が添加されていても良い。また、フィルムの厚みは特に限定されるものではないが、20〜200μmが好ましい。
本発明で用いられる電離放射線硬化型樹脂(2)としては、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂等も含み、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を分子中に含有する多官能性モノマーを主成分とする。多官能性モノマーとしては、1、4‐ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1、6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビスβ‐(メタ)アクリロイルオキシプロピネート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(2−ヒドロキシエチル)イソシアネートジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、2、3‐ビス(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシメチル[2.2.1]ヘプタン、ポリ1、2−ブタジエンジ(メタ)アクリレート、1、2−ビス(メタ)アクリロイルオキシメチルヘキサン、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカンエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、10−デカンジオール(メタ)アクリレート、3、8−ビス(メタ)アクリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.10]デカン、水素添加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2、2−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、1、4−ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)シクロヘキサン、ヒドロキシピバリンサンエステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、エポキシ変成ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。多官能モノマーは、単独で使用しても良いし、2種類以上を併用しても良い。また、必要で有れば単官能モノマーと併用して共重合させることもできる。
更に光重合開始剤としては、例えば、2,2−エトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、p−クロロベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、2−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらを単独、もしくは2種類以上合わせて用いても良い。
また、光増感剤としてトリエチルアミン、トリエタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール等の3級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルフォスフィン系、β―チオジグリコール等のチオエーテル系をあげることが出来、これらを1種類あるいは2種類以上を混合して使用できる。
さらに、性能改良のため、泡消剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤等を含有することができる。
本発明で用いられる導電性材料(3)の材質としては、ATO(酸化アンチモン/酸化スズ)、ITO(酸化インジウム/酸化スズ)、Sb、TiO、ZnO、Ce等の金属酸化物粒子が挙げられる。その中でも白色で透明性の優れたSbの使用が望ましい。
本発明におけるハードコート層(4)は、電離放射線硬化型樹脂(2)90〜30重量部と導電性材料(3)10〜70重量部、特に好ましくは電離放射線硬化型樹脂(2)80〜50重量部と導電性材料(3)20〜50重量部を主成分とする電離放射線硬化型樹脂からなる。
また、上記の導電性材料の添加によりハードコート層(4)の表面に微細な凹凸が生じ、表面積が増大する。その為、ハードコート層(4)上に低屈折率層を設けた場合、ハードコート層と低屈折率層間で物理的吸着力が増大し、密着性が向上する。その結果、低屈折率層の耐擦傷性を向上させることが可能である。これらの金属酸化物微粒子の粒径は0.1μm以下であることが望ましく、0.1μmより大きくなるとヘイズが高くなり、ハードコートの透過率が低下する。
ハードコート層(4)を硬化させる方法としては、例えば、紫外線照射、加熱等を用いることができる。紫外線照射の場合、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フュージョンランプ等を使用することができる。紫外線照射量は、通常100〜800mJ/cm程度である。
ハードコート層(4)の膜厚は3μm以上あれば十分な強度となるが、塗工精度、取扱いから5〜7μmの範囲が好ましい。
ハードコート層(4)は、ウェットコーティング法(ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等)により透明プラスチックフィルム基材(1)の少なくとも片面に塗工される。
本発明で用いられる溶剤(5)としては、トリアセチルセルロースを溶解または膨潤させる溶剤として、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3,5−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸n−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらにメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらは1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、溶剤(5)として、酢酸メチル25〜75重量部とメチルセロソルブまたはメチルエチルケトン75〜25重量部含む溶剤が用いられる。
本発明で用いられる溶剤(6)としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール等のアルコール類、またメチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、さらにメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらは1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、これらの溶剤(5)および(6)はハードコート剤に対し、10〜80重量部が望ましく、特に50〜70重量部が好ましい。
本発明において、電離放射線硬化型樹脂(2)に多官能ウレタンアクリレート(7)を添加することができる。そして、電離放射線硬化型樹脂(2)に対して、多官能ウレタンアクリレート(7)を50〜100重量%の範囲で添加する。多官能ウレタンアクリレート(7)は、多官能(メタ)アクリレートに、ジイソシアネートを付加させて得られる。
(メタ)アクリレートとしては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。好ましい具体例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートが挙げられる。これらの多官能(メタ)アクリレ−トは単独で用いても又は2種以上混合して用いることができる。
ジイソシアネートとしては、1分子中に2個のイソシアネート基を有するジイソシアネートであり、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフエニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等があげられる。これらのジイソシアネートは単独又は2種以上を混合して用いることができる。
多官能ウレタンアクリレート(7)の含有量は50重量部以上100重量部以下が望ましく、これより少なすぎると弾性、可塑性が劣り、多すぎると表面硬度が劣る等の問題が生じる。
上記で得られる本発明のハードコートフィルムを、各種表示媒体の前面に配置して用いた表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
<評価>
ハードコートフィルムの性能は,下記の方法に従って評価した。
<光学特性>
(反射率測定)
フィルム面に艶消しの黒色塗料を塗布した後、波長360〜800nmの光を入射角5゜とした場合の片面の反射率を測定した。
(ヘイズ値)
ハードコートフィルムを写像性測定器[日本電色工業(株)製,NDH−2000]を使用して測定した。
<表面抵抗値>
表面抵抗:JIS K6911に準拠して行った。
<機械強度>
(耐擦傷性)
基材表面をスチールウール〔ボンスター#0000:日本スチールウール(株)製〕により250g/cmで10回擦り、傷の有無を目視判定した(スチールウール試験)。判定基準を以下に示す。
○:傷を確認することが出来ない。
△:数本傷を確認できる。
×:傷が多数確認できる。
(密着性)
基材表面を1mm角100点カット後、粘着セロハンテープ〔ニチバン(株)製工業用24mm巾セロハンテープ〕による剥離の有無を目視判定した(クロスカットテープピール試験)。
(鉛筆硬度)
JIS K5400に準拠し、試験機法により500g加重で評価した。
次に実施例1のハードコーとフィルムについて示す。
厚み80μm、屈折率1.49のトリアセチルセルロース(全光線透過率:93%、ヘイズ値:0.2%)上に、
UV硬化型樹脂 75重量部
導電性金属酸化物(五酸化アンチモン、屈折率n=1.60) 25重量部
イルガキュアー184 3.5重量部
メチルエチルケトン 25重量部
酢酸メチル 75重量部
を撹拌混合した塗布液を、バーコーティング法により乾燥後の膜厚が3μm程度になるように塗布、乾燥させ、高圧水銀灯により600mJ/cmの紫外線を照射し、本発明のハードコートフィルムを作製した。このフィルムの性能評価結果を表1に示す。
UV硬化型樹脂 50重量部
導電性金属酸化物(五酸化アンチモン、屈折率n=1.60) 50重量部
イルガキュアー184 3.5重量部
酢酸メチル 75重量部
メチルセロソルブ 25重量部
とした以外は実施例1と同様にして本発明のハードコートフィルムを作製した。このフィルムの性能評価結果を表1に示す。
<比較例1>
本発明のハードコートフィルムの性能と比較するための比較例として、
UV硬化型樹脂 50重量部
導電性金属酸化物(五酸化アンチモン、屈折率n=1.60) 50重量部
イルガキュアー184 3.5重量部
メチルアルコール 100重量部
とした以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。このフィルムの性能評価結果を表1に示す。
<比較例2>
本発明のハードコートフィルムの性能と比較するための比較例として、
UV硬化型樹脂 100重量部
イルガキュアー184 3.5重量部
イソプロピルアルコール 100重量部
とした以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。このフィルムの性能評価結果を表1に示す。
Figure 2006051781
表1の光学特性は、各実施例について図2〜5で示してある。
表1より、実施例1、2で得られた本発明のハードコートフィルムは、干渉縞が見られず、高いハードコート性を備え、かつ高い帯電防止性を示し、透明性に優れるものであった。これに対し、比較例3、4で得られたハードコートフィルムは、干渉縞が発生した。
本発明のハードコートフィルムの構成の一例を示す断面図である。 実施例1で得られたハードコートフィルムの光学特性を示す図である。 実施例2で得られたハードコートフィルムの光学特性を示す図である。 比較例1で得られたハードコートフィルムの光学特性を示す図である。 比較例2で得られたハードコートフィルムの光学特性を示す図である。
符号の説明
1・・・基材(1)
2・・・電離放射線硬化型樹脂(2)
3・・・導電性材料(3)
4・・・ハードコート層(4)

Claims (9)

  1. 基材(1)の少なくとも片面に、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を分子中に含有する多官能性モノマーを主成分とする電離放射線硬化型樹脂(2)90〜30重量部と導電性材料(3)10〜70重量部を主成分とする電離放射線硬化型樹脂を積層したハードコート層(4)であって、基材(1)とハードコート層(4)の屈折率差が0.01以上0.1以内であり、ハードコート層(4)が、基材(1)を溶解または膨潤させる一種類以上の溶剤(5)及び導電性材料(3)が安定に分散される溶剤(6)を含む塗布液を用いて形成されていることを特徴とするハードコートフィルム。
  2. 前記基材と前記ハードコート層の、波長が360nm〜800nmの可視光線領域における反射スペクトルが極大値を持たないことを特徴とする請求項1記載のハードコートフィルム。
  3. 前記基材と前記ハードコート層の、波長が360nm〜800nmの可視光線領域における反射率と波長の関係を示した反射スペクトルの振幅(極大値―極小値の差)が,可視光線領域全域において0.5以下であることを特徴とする請求項2記載のハードコートフィルム。
  4. 前記導電性材料(3)が、ATO(酸化アンチモン/酸化スズ)、ITO(酸化インジウム/酸化スズ)、Sb、TiO、ZnO、Ceの金属酸化物粒子のうち少なくとも1種類以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルム。
  5. 前記基材(1)が、セルロース系フィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のハードコートフィルム。
  6. 前記溶剤(5)が、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンのうち少なくとも1種類を含み、かつ前記溶剤(6)が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ペンタノール、エチレングリコール、メチルセロソルブ、セロソルブのうち少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  7. 前記溶剤(5)が、酢酸メチル25〜75重量部とメチルセロソルブまたはメチルエチルケトン75〜25重量部含むことを特徴とする請求項6に記載のハードコートフィルム。
  8. 前記電離放射線硬化型樹脂(2)が、多官能ウレタンアクリレート(7)を50〜100重量%含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  9. 表示媒体の前面に、請求項1〜8のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを用いたことを特徴とする表示装置。
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